馬鋼南山礦精礦過濾工藝雙元化升級(jí)

程傳麟 楊 飛 胡佛明

(安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)南山礦業(yè)有限公司)

南山礦是馬鋼主要原料供應(yīng)基地之一，其精礦工段擁有10個(gè)過濾系列，全系列采用陶瓷過濾機(jī)，負(fù)責(zé)老選礦廠及新選礦廠的精礦過濾脫水作業(yè)。近年來新選礦廠連續(xù)增產(chǎn)，兩選礦廠合計(jì)精礦年產(chǎn)量達(dá)235萬t以上，致使精礦過濾系統(tǒng)負(fù)荷較重，陶瓷過濾機(jī)頻繁出現(xiàn)堵塞陶瓷板的情況。硅溶膠是堵塞陶瓷板造成過濾困難的關(guān)鍵因子[1]，隨著采場(chǎng)采掘階梯的不斷加深，原礦中高嶺土含量增加，進(jìn)而新選礦廠精礦中硅溶膠含量的增加幅度較大，導(dǎo)致陶瓷過濾機(jī)過濾效率明顯下降[2]。2018年老選礦廠供礦完成變更，原礦嵌布粒度大幅下降，需要進(jìn)一步細(xì)磨，使得精礦粒度組成更加細(xì)化，增加了精礦過濾難度，現(xiàn)有工藝難以滿足生產(chǎn)所需。因此，升級(jí)精礦過濾工藝是解決過濾困難、提升過濾效率的必然選擇[3-5]。

1 精礦性質(zhì)

兩個(gè)選礦廠的精礦性質(zhì)有一定的差異，分別對(duì)老選礦廠精礦和新選礦廠精礦進(jìn)行主要化學(xué)成分測(cè)定及粒級(jí)組成分析，結(jié)果見表1、表2。

表1 兩選礦廠精礦主要化學(xué)成分測(cè)定結(jié)果 %

表2 兩選礦廠精礦粒級(jí)組成分析結(jié)果

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

該次過濾工藝升級(jí)是以解決現(xiàn)有陶瓷過濾機(jī)堵塞過快、難以滿足生產(chǎn)的問題為導(dǎo)向，選擇目前選礦廠精礦過濾的主流過濾機(jī)進(jìn)行擇優(yōu)試驗(yàn)。以現(xiàn)有的陶瓷過濾機(jī)為參照，選取盤式過濾機(jī)、壓濾機(jī)、真空帶式過濾機(jī)為試驗(yàn)對(duì)象，以濾餅含水率、過濾速率為考查指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2.1 濾餅含水率試驗(yàn)

濾餅含水率是選礦廠產(chǎn)品的一個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到精礦粉售價(jià)，含水率越低越好。選取陶瓷過濾機(jī)、盤式過濾機(jī)、壓濾機(jī)、真空帶式過濾機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工作參數(shù)進(jìn)行過濾對(duì)比試驗(yàn)，重點(diǎn)考察濾餅含水率，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 濾餅含水率試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可見，陶瓷過濾機(jī)的含水率最低，為9.16%，其次是盤式過濾機(jī)，含水率為10.26%。

2.2 過濾速率試驗(yàn)

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，過濾機(jī)的過濾速率直接關(guān)系到選廠的生產(chǎn)效率，過濾機(jī)的處理效率必須大于選廠的生產(chǎn)效率，才能保證生產(chǎn)出來的精礦能夠及時(shí)完成過濾[3]。因此，以單位有效過濾面積的處理能力為考查指標(biāo)，對(duì)4類過濾機(jī)的過濾速率進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 過濾速率試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可見，陶瓷過濾機(jī)、盤式過濾機(jī)和真空帶式過濾機(jī)的過濾速率均在0.6 t/(m2·h)以上，能夠滿足生產(chǎn)所需。

2.3 過濾穩(wěn)定性試驗(yàn)

過濾系統(tǒng)的穩(wěn)定性也是選礦廠能否穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵，過濾機(jī)上礦效果是整個(gè)過濾系統(tǒng)高效生產(chǎn)的關(guān)鍵指標(biāo)，也是降低過濾設(shè)備維護(hù)成本的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)[4]。以過濾機(jī)穩(wěn)定有效的上礦生產(chǎn)持續(xù)時(shí)間為考查指標(biāo)，進(jìn)行過濾穩(wěn)定性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 過濾穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可見，陶瓷過濾機(jī)持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的時(shí)間最長(zhǎng)，可穩(wěn)產(chǎn)350 d以上，盤式過濾機(jī)穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)間較短，需要更換濾布才能保證上礦效果和濾餅含水率。在生產(chǎn)實(shí)踐中，陶瓷過濾機(jī)的上礦效果受高嶺土的影響，精礦漿中的高嶺土主要來源于新選礦廠，因此需進(jìn)一步考查新選礦廠精礦對(duì)陶瓷過濾機(jī)的影響，以陶瓷過濾機(jī)的清洗周期為指標(biāo)，考查新選礦廠精礦的含量對(duì)陶瓷過濾機(jī)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 新選礦廠精礦對(duì)陶瓷過濾機(jī)的影響

由圖4可見，隨著新選礦廠精礦含量的增加，陶瓷過濾機(jī)的清洗周期從12 h清洗1次縮短至4 h左右就要清洗1次，大幅降低了陶瓷過濾機(jī)的生產(chǎn)效率，增加了使用成本。

3 升級(jí)方案的確定

以上試驗(yàn)結(jié)果表明，陶瓷過濾機(jī)能夠很好地完成精礦的過濾脫水作業(yè)，但是受新選礦廠精礦中高嶺土的影響，生產(chǎn)和維護(hù)成本較高。盤式過濾機(jī)的過濾機(jī)理與陶瓷過濾機(jī)不同，濾布不受高嶺土影響，可以從精礦漿中脫除高嶺土，但盤式過濾機(jī)的濾布使用壽命較短，需要頻繁更換。為此，采用陶瓷過濾機(jī)加上盤式過濾機(jī)形成組合過濾的方式，既能發(fā)揮陶瓷過濾機(jī)過濾效率較高、濾餅含水率較低的優(yōu)勢(shì)，也能利用盤式過濾機(jī)脫除過濾系統(tǒng)中循環(huán)累積的硅溶膠，可大幅降低高嶺土對(duì)陶瓷過濾機(jī)的影響，能夠較好地解決精礦過濾困難的問題。

4 過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗(yàn)

以需要處理的精礦量250萬t/a為基數(shù)，設(shè)計(jì)精礦過濾系統(tǒng)配置1臺(tái)盤式過濾機(jī)和4臺(tái)陶瓷過濾機(jī)，過濾工藝流程見圖5，按圖5安裝連接好設(shè)備進(jìn)行過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖5 過濾系統(tǒng)流程

圖6 過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

由圖6可見，為期半年的生產(chǎn)試驗(yàn)過程中，陶瓷過濾機(jī)濾餅含水率均小于9.8%，盤式過濾機(jī)濾餅含水率穩(wěn)定在約10.5%，濾餅混合所得精礦含水率控制在10%以內(nèi)。陶瓷過濾機(jī)清洗周期均大于7.4 h，基本符合陶瓷過濾機(jī)的使用規(guī)范。

5 結(jié) 論

(1)新選礦廠精礦中含有堵塞陶瓷板的硅溶膠，其產(chǎn)量的增加縮短了陶瓷過濾機(jī)的清洗周期，降低了過濾機(jī)的生產(chǎn)效率，對(duì)精礦過濾系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)不利。

(2)利用硅溶膠能夠透過盤式過濾機(jī)濾布的特性，借助盤式過濾機(jī)脫除硅溶膠，降低過濾系統(tǒng)中硅溶膠的含量是解決新選礦廠精礦堵塞陶瓷過濾機(jī)陶瓷板的有效措施。

(3)過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗(yàn)表明：采用1臺(tái)盤式過濾機(jī)+4臺(tái)陶瓷過濾機(jī)雙元化組合過濾生產(chǎn)模式較好地解決了硅溶膠堵塞陶瓷板的問題，濾餅混合精礦含水率小于10%，陶瓷過濾機(jī)清洗周期穩(wěn)定在 7.5～8 h，濾餅厚度大于3 mm，上礦效果得到保障，符合生產(chǎn)所需。